漫谈功能性乳化剂

 乳化剂是一种表面活性剂，是具有亲水的极性部分和亲油的非极
性基两个部分组成的物质。亲水基为含羟基的多元醇类和糖类如甘油
（丙三醇）、山梨醇（己六醇）、蔗糖等。亲油基是含羧基物，如硬
脂酸、油酸等。乳化剂使水和油两个相互排斥的相的表面张力降低，
产生油水相互乳化、渗透、分散、增溶的作用。在食品加工中只使用
少量（0．3％～1％）乳化剂，就可使油水相溶乳化、渗入淀粉和蛋
白质内部产生交联、防止淀粉老化，使食品形成均质稳定的结构，改
善口感并延长保质期。所以在食品工业中，例如，糖果、糕点、面食、
肉食、饮料、冷饮，为了改善品质，均离不开一种食品添加剂——乳
化剂。我国已经列入GB2760使用卫生标准的有：单硬脂酸甘油酯、山
梨醇酐单硬脂酸甘油酯、山梨醇酐单油酸酯、木糖醇酐单硬脂酸酯、
蔗糖脂肪酸酯、辛葵酸甘油酯、辛酸甘油酯、硬脂酸酰乳酸钙、改性
大豆磷脂、酪蛋白酸钠等二十多种。研究选择适用并具有某些生理活
性的乳化剂应用于各种食品中，这将使这些食品成为某些人群需要的
特殊营养食品。
　　作为乳化剂必不可少的亲油基团原料的脂肪酸，通常使用的硬脂
酸和油酸，均是长链脂肪酸，其来源广泛，价格低廉。但如果考虑脂
肪酸的特殊功能，就必须选择中短链的脂肪酸。上世纪60年代，国外
已研究发现，中碳链的脂肪甘油酯具有治疗胃肠病的功能。一般情况
下，常用油脂为长链（二十～二十二碳）的三酸甘油酯。它进入胃肠，
首先要通过胰腺脂酶水解，转化成二酸甘油酯、一酸甘油酯、甘油和
游离脂肪酸，才能在肠内黏膜细胞表面被吸收。而中碳链（十二碳以
下）的三酸甘油酯无需经过脂酶水解及胆盐乳化，可直接被十二指肠
肠道细胞分解成脂肪酸和甘油。由此可见，中链脂肪酸酯对于胰腺酶
低下和胆汁酸低下者，可迅速提供能量、缓解老年人脂肪消化不良症
状。国外将中碳链的脂肪应用于病后调理食品、老年食品、运动员食
品中。
　　美国科特公司推出的Benefat低卡脂肪是FDA批准的公认安全物质
（GRAS），是长、短链脂肪酸混合的甘油酯。它的长链为硬脂酸，短
链为丙酸和丁酸，外形白色至浅黄色固体，可通过调整长链脂肪酸的
比例，改变其硬度，有和脂肪相同的圆滑和口感，且不易氧化。它也
可和其他脂肪合用，但它的热量只有5kcal／g，可广泛用于巧克力、
糖果、烘焙食品。最近研究人员又研究成一种以山梨醇为原料的不饱
和脂肪酸的3、4、5酯，同样有好的口感，可用于油炸、烘焙食品中，
但热量只有1～2kcal／g。
　　此外，食品中微生物的活动，必须有水的存在。防腐剂的作用在
于抑制微生物的代谢。而乳化剂既有亲水基团，又有亲油基团，能够
透入微生物细胞膜磷脂层，破坏其完整性，干扰细胞代谢和生命活动，
产生抑菌作用。所以很多乳化剂均有防腐抑菌功能。
　　由于脂肪酸和糖醇类合成的乳化剂，进入体内，能代谢成相应的
脂肪酸而被利用。因此用中碳链脂肪酸合成的酯类乳化剂，应用于食
品，除了使食品乳化并附有抑菌作用以外，它进入体内将会同样具有
中碳链脂肪酸对人体的某些生理活性和功能。现将已经工业生产的几
个品种简介如下：
　　1．辛葵酸甘油酯我国早已将辛葵酸甘油酯列入使用卫生标准。
较早由杭州油脂化工厂投入生产，是一种乳化性能优良的乳化香精用
食品添加剂，可应用于饮料、冰淇淋、糖果、巧克力、氢化植物油中，
最高使用量不限。可按生产需要适量添加。经FDA确认为
　　GRAS物质。在肠道内极易水解、吸收，吸收速度比一般油脂快4
倍，并在肝脏和身体内不积累。由于它的黏度低、耐氧化、低凝固点
以及和各种溶剂、油脂、维生素的相容性好，在食品中尚有抑制微生
物繁殖的防腐功效，故在食品工业中是一个多功能的食品添加剂。
　　由于辛葵的甘油酯是中碳链脂肪酸甘油酯，作为脂肪代用品在体
内吸收代谢速度快，不会引起肥胖，可用于调节脂肪代谢紊乱症，且
能降低胆固醇，又可作为预防和治疗高血脂和脂肪肝的药物。由于它
的口感近似脂肪，所以远胜于过去的变性淀粉或菊粉原料制取的脂肪
代用品，有些类同于美国科特公司生产的低卡脂肪Benefat。
　　近期国外研究发现，辛葵酸甘油酯还有对癌细胞的杀伤作用。可
应用于治疗肝癌，而不影响正常肝细胞。
　　2．单辛酸甘油酯单辛酸甘油酯是一种新型无毒高效广谱防腐剂。
它对革兰氏菌、霉菌、酵母均有抑制作用。上世纪80年代首先由日本
开发成功并投放市场，规定为不需限量的食品防腐剂。FAO／WHOJECFA
亦对辛酸甘油酯ADI值不作限量。单辛酸甘油酯系由八个碳的直链饱
和脂肪酸辛酸和甘油各一克分子酯化合成。分子式C11H22O4，分子量
为218，熔点40℃，易溶于乙醇等有机溶剂。它在体内和脂肪一样，能
分解代谢，最终成为二氧化碳和水，无任何积蓄和不良反应。急性毒
性试验大白鼠口服LD50为15g／kg。大鼠分别用150mg／kg、750mg／kg、
3750mg／kg喂养90天，对动物无有害反应。我国黑龙江轻工所1995年
中试成功，经多种食品防腐试验，效果明显。在肉制品中添加浓度
0．05％～0．06％时，对细菌霉菌酵母完全抑制；在生切面中使用
0．04％，保质期比对照组从2天增至4天；在内酯豆腐中使用，有同
样效果。我国GB2760－1996规定可用于豆馅、蛋糕、月饼、湿切面，
最大使用量1g／kg；肉肠为0．5g／kg。
　　3．月桂酸单甘油酯（glycerolMonolaurate，简称GML）
　　月桂酸单甘油酯由月桂酸和甘油直接酯化合成，外观一般为鳞片
状或油状、白色或浅黄色、无味的细粒状结晶。它既是优良的乳化剂，
又是安全高效广谱的抗菌剂，且不受pH限制，在中性或微碱性条件下，
仍有较好的抗菌效果，缺点是不溶于水，限制了其应用。浙江大学食
品与营养系冯凤琴将月桂酸单甘油酯制成水包油型微乳液，使之方便
使用，并能进一步抗菌增效。其抑菌效果高于对羟基苯甲酸丁酯和山
梨酸，其最小抑制浓度（μg／ml）和对羟基苯甲酸丁酯、山梨酸对
照如下：
　　　　　　　　 黑曲霉　 假丝酵母　 金黄色葡萄球菌
月桂酸单甘油酯　　 137　　　　69　　　　17
对羟基苯甲酸丁酯　 200　　　　200　　　 200
山梨酸　　　　　　1000　　　 1000　　　 4000
　　月桂酸单甘油酯还有一个优点是口感好，不像某些防腐剂和乳化
剂会对食品风味带来影响。
　　美国FDA于1964年即批准月桂酸单甘油酯为公认安全的食品添加
剂。含量70％的月桂酸单甘油酯用于食品乳化剂；含量90％以上的可
用作食品防腐剂。在美国主要用于医药、化妆品、食品的防腐。在日
本主要用于鱼糜、豆乳、乳制品、面包等的防腐剂和乳化剂。
　　月桂酸是椰子油的主要组成成分，含量达48％，含有8、10、14
碳脂肪酸，因此月桂酸单甘油酯原料来源广阔。在人奶中也含有月桂
酸，是使婴儿免受病毒和细菌的感染因素之一。研究表明，月桂酸单
甘酯形式比单独的脂肪酸抑菌效果更好。
　　4．改性大豆磷脂大豆磷脂是大豆制油工业的副产品，一般从精
炼过程中得到的油脚中提取，经减压浓缩获得粗制浓缩大豆磷脂，是
卵磷脂、脑磷脂等多组分混合物。磷脂分子中具有亲水和疏水基，因
而有良好的乳化性能。大豆磷脂作为乳化剂，虽然早已在食品工业中
使用过，但由于粗品纯度较差，其中丙酮不溶物在60％左右，色泽较
深、风味欠佳，不受用户的欢迎。因此，利用卵磷脂溶于乙醇、脑磷
脂不溶于乙醇和两者均不溶于丙酮的特性，进一步将其提纯精制，得
到精制粉末大豆磷脂，并经过氧化氢反应，使磷脂双键位置接上两个
羟基，使之提高亲水性和抗氧化稳定性，获得改性大豆磷脂。这种改
性大豆磷脂纯度高，丙酮不溶物达97％以上，风味和口感明显改善。
它现已列入GB2760名单，可在各类食品中按生产需要适量添加。
　　国外大豆磷脂在人造奶油中用量0．1％～0．35％、巧克力0．2
％～0．3％，不仅能改善口感，还能节约脂肪用量，相对降低热量；
在巧克力中使用，还能防止糖分起晶而形成表面翻花现象；在糕点饼
干，特别是含油量高的桃酥类点心中，加入0．1％～0．5％的乳化剂，
口感松酥，体积增加，且节约了油脂的用量，保存期还能延长；在月
饼中使用，可防止产品干硬；在面包中添加，能改善内部结构和口感，
并增大体积；在某些糖果中添加0．5％，能使奶油类糖果防止渗油，
改善口感，使硬糖类糖果口感既硬又脆，在加工切块过程中不黏刀，
改善加工条件；在方便面中使用，可改善结构和口感。常说的大豆卵
磷脂是磷脂酸胆碱、磷脂酸乙醇胺、磷脂酸肌醇、磷脂酸酸丝氨酸、
磷脂三甘油酯混合脂的统称。在人类的动物体内，卵磷脂集中在脑、
肝、肾等重要器官中。磷脂是神经细胞的重要组成成分，人体干脑重
的25％是卵磷脂。磷脂是细胞膜的重要组成，细胞膜使细胞维持平衡，
保持正常形态和功能并传递信息，使营养物质传入细胞，使代谢物传
出细胞。在细胞内，线粒体的90％由磷脂组成。人体重量的1％是卵
磷脂。综上所述，可见卵磷脂对人体组成的重要性。在植物界，卵磷
脂存在于种子和果核等生命活动最基础的部分中。
　　基于磷脂的营养构成和对生命活动的重要性，在经过功能评价后，
在我国已批准将精制的较高纯度的卵磷脂列入保健食品。有很多材料
介绍，卵磷脂在净化血管、调整血液流变性、降低血清胆固醇、维系
大脑营养功能方面均有一定的功效。但国外有不少大豆卵磷脂营养食
品，不标示任何生理功能，仅标示磷脂是人体细胞及脑组织的重要组
成。美国市场的大豆卵磷脂胶丸（SoyaLecithin）由加州Leiner健康
食品公司提供，其标签上表示的是“卵磷脂被称作天然的乳化剂，在
人体每个细胞中含有，是神经组织和大脑十分重要的组成成分”。在
美国的膳食补充剂营养品中，大豆卵磷脂销售额居第三位。